[发明专利]一种轨迹边界的数控车床插补方法

说明书

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种针对嵌入式系统的轨迹边界插补方法。

背景技术

现代数控技术对制造业至关重要。随着制造业对精密加工零件的要求越来越高，对高精度的数控机床的需求将越来越大。在数控技术中，插补处于核心地位。插补是数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程，即按照某种算法逼近已知曲线，也称为“数据点的密化”。一般分为直线插补、圆弧插补和复杂曲线插补。

随着技术需求的发展，加工件轮廓越来越复杂，存在很多不同曲面的边界。如何在精度允许情况下对边界进行高效平滑插补是一重要问题。本发明提出一种快速有效的边界插补方法，适合在单片机系统上实现。该方法保证刀尖圆弧与两交接曲线有接触点，并控制接触点自由移动。

发明内容

本发的目的在于提供一种轨迹边界的数控车床插补方法，它插补算法计算简单，速度快，非常适合在嵌入式系统等微小系统上实现，充分利用了单片机计算能力不足而实时中断处理性能优越的特点。

一种针对嵌入式系统的轨迹边界数控车床插补方法，该方法包括以下步骤：

假设O为刀尖圆心，M为刀尖与曲线1的接触点，N为刀尖与曲线2的接触点，R为刀尖圆弧半径，T为插补步长；

a、初始化O、M、N的坐标，读入R、T，初始化调整步长S；

b、计算两条曲线与刀具接触点处的切向量，并计算|OM|、|ON|；

c、把|OM|、|ON|与R进行比较，如果|OM|>R且|ON|≤R，则M进步S，N退步S，如果|OM|≤R且|ON|>R，则M退步S，N进步S。其它情况刀具只与单一曲线接触，不需按边界情况插补；

d、刀尖圆心移动T步长，更新O坐标，重复步骤b～c直到终点。

本发明的优点在于：本发明主要针对单片机微小系统提出一种快速有效的曲面边界插补方法。由于该方法采用调整步长来实现单步插补，没有复杂运算，可以在CPLD/FPGA上实现硬插补。

具体实施方式

实施例：一种针对嵌入式系统的轨迹边界数控车床插补方法，该方法包括以下步骤：

假设O为刀尖圆心，M为刀尖与曲线1的接触点，N为刀尖与曲线2的接触点，R为刀尖圆弧半径，T为插补步长；

a、初始化O、M、N的坐标，读入R、T，初始化调整步长S；

b、计算两条曲线与刀具接触点处的切向量，并计算|OM|、|ON|；

c、把|OM|、|ON|与R进行比较，如果|OM|>R且|ON|≤R，则M进步S，N退步S，如果|OM|≤R且|ON|>R，则M退步S，N进步S。其它情况刀具只与单一曲线接触，不需按边界情况插补；

d、刀尖圆心移动T步长，更新O坐标，重复步骤b～c直到终点。